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量子もつれ光子対の高強度発生と化学反応への応用

量子纠缠光子对的高强度产生及其在化学反应中的应用

基本信息

批准号：
22KJ1395
负责人：
橋本征奈
金额：
$ 3.08万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1395/
关键词：
量子もつれ光二光子吸収

项目摘要

（１）二光子吸収測定系の改善溶液系での量子もつれ二光子吸収測定では、溶媒と溶液に対する量子もつれ光子対の透過率をそれぞれ計測し、その差を二光子吸収量として吸収断面積を算出する。その為、セル交換による設置位置の誤差を小さくする必要がある。既存のシステムでは、セルホルダーにセルを一つしか固定できなかった為、溶媒と溶液に対する透過率差を計測する為には、セルホルダーの固定ネジの開閉が必要であり、ネジの開閉によるセルの角度変化に依存した透過率差が生じてしまった。そこで、セルホルダーを再設計し、二つのセル（溶媒用と溶液用）を同時に固定できるようにした。さらに、改良したセルホルダーを電動ステージ上に設置し、高い再現性で二つのセルを交換可能にした。また、試料透過光のわずかな光軸の変化が生じても検出器への入射効率が変化しないよう、検出器の受光面積に対して入射光面積が十分小さくなるように、集光条件を再検討した。溶液濃度や、溶質の種類によっては二光子吸収信号が0.1％程度の透過率差となる場合がある。量子もつれ二光子吸収測定では、吸収効率に対する入射光強度依存性を評価する為、1回の測定に多くの測定点が必要になる。雑音を低減する為には、測定点毎の露光時間を延長することが有効だが、測定時間の合計が長くなると、光源の強度揺らぎの影響による誤差が生じる。測定手順を種々検討した結果、0.1％の透過率差が再現良く計測可能になった。（２）量子もつれ・古典二光子吸収断面積の溶媒効果、試料濃度効果上記の改良を施した二光子吸収測定系を用いて、種々の有機分子の量子もつれ二光子吸収断面積に対する溶媒効果、試料濃度効果を評価した。また、fsレーザー光を用いて同一試料に対して古典二光子吸収断面積の測定も実施した。その結果、古典二光子吸収断面積が小さい分子の中にも量子もつれ二光子吸収断面積が大きい分子が含まれることがわかった。

(1) The two-photon absorption measurement system is improved by the solution system. The two-photon absorption measurement is performed by measuring the transmittance of the two-photon absorption in the solvent and the solution, and calculating the absorption area of the two-photon absorption. The error in the position of the setting for the purpose of the exchange is necessary to minimize. The existing system is dependent on the angle of change of the fixed system and the transmittance difference between the solvent and the solution. For example, if the solvent is used, the solvent is used. In addition, the improvement of the electric field setting, high reproducibility, and the possibility of switching between the two fields In addition, the optical axis of the sample transmitted light changed, the incidence rate of the detector changed, the light receiving area of the detector changed, and the incident light area was very small. Depending on the solution concentration or the type of solute, there may be a difference in transmittance of about 0.1% in the two-photon absorption signal. Quantum two-photon absorption measurement is necessary to evaluate the dependence of absorption efficiency on incident light intensity. For example, if the sound is low, the exposure time of the measurement point is prolonged, and the total measurement time is prolonged, the error caused by the influence of the intensity of the light source is generated. The measurement results show that the transmittance difference of 0.1% can reproduce the measurement results. (2) The solvent effect and sample concentration effect of quantum chemistry on classical two-photon absorption area were evaluated by improving the two-photon absorption measurement system and quantum chemistry on organic molecules. Measurement of classical two-photon absorption area using the same sample As a result, the classical two-photon absorption area is smaller than that of the middle molecule, and the quantum absorption area is larger than that of the middle molecule.